RESUMEN DEL APÉNDICE C SENSORES, TRANSMISORES Y VÁLVULAS DE CONTRO

RESUMEN DEL APÉNDICE C

SENSORES, TRANSMISORES Y VÁLVULAS DE CONTROL

SENSORES

SENSORES DE PRESION

El más usado es el tubo de Bourdon. Consiste básicamente en un tramo de tubo en forma de herradura, con un extremo sellado y el otro conectado a la fuente de presión. El tubo tiende a enderezarse con la presión aplicada, cuando esta presión es liberada retorna a su forma original, el limite elástico del material no puede excederse. El enderezamiento al que el tubo es sometido es proporcional a la presión aplicada. El extremo cerrado puede estar conectado a un indicador de presión o a un transmisor para generar una señal.

El rango de presión que se puede medir con el tubo de Bourdon depende del espesor de las paredes y del material con que se fabrica el tubo.

Otro tipo de sensor de presión es el de fuelle, definido como una cápsula corrugada y puede ser de acero inoxidable o de latón. Similar a este está el sensor de diafragma, donde la cantidad de movimiento es proporcional a la presión que se aplica.

SENSORES DE FLUJO         

Es frecuentemente utilizado ya que el flujo es la variable que más se mide en los procesos. El más utilizado es el medidor de orificio, su fórmula deriva de la aplicación del balance de masa y del balance de energía. Los diámetros de orificio varían entre 10 y 75% del diámetro de la tubería. La caída de presión a través del orificio se mide con:

• Espítas laterales que son las más comunes
• Espítas de vena contracta, radiales, angulares, entre otras que mide presiones más elevadas.

Cabe recalcar que la señal que sale de la combinación orificio/ transmisor es la caída de presión a través del orificio, no el flujo. Para obtener el flujo utilizamos la raíz de la ecuación original.

No se puede utilizar sensores de flujo, cuando no se tiene caídas de presión, como el flujo por gravedad o de fluidos corrosivos.

Otro sensor medidor de flujo es el magnético, operado por la Ley de Faraday, se puede utilizar cuando no hayan caídas de presión .

Otro medidor es el de turbina, uno de los más precisos y sus señales son equivalentes a 4-20 mA, la desventaja es que se puede utilizar solo para flujos limpios y algunos con propiedades lubricantes.

SENSORES DE NIVEL

Se clasifican en tres tipos de medidores:

1. Diferencial de presión: consiste en detectar la diferencia de presión entre la presión en el fondo del líquido y en la parte superior del líquido la cual es ocasionada por el peso que origina el nivel del líquido
2. Flotador: es el que detecta el cambio en la fuerza de empuje sobre un cuerpo sumergido en el líquido.
3. Burbujeo: es un tubo con gas inerte que se sumerge en el líquido; el aire o gas inerte que fluye a través del tubo se regula para producir una corriente continua de burbujas, y la presión que se requiere para producir esta corriente continua es una medida de la presión hidrostática o nivel del líquido.

SENSORES DE TEMPERATURA

Los dispositivos se dividen en cuatro clasificaciones generales:

1. Termómetro de expansión: se detecta mediante el resorte de Bourdon y se transmite a un indicador o transmisor. A causa de la simplicidad de su diseño, confiabilidad, bajo costo relativo y seguridad.
2. Dispositivos de sensor de resistencia: son elementos que se basan en el principio de que la resistencia eléctrica de los metales puros se incrementa con la temperatura ya que la resistencia eléctrica se puede medir con bastante precisión, esto proporciona un medio para medir la temperatura con mucha exactitud.
3. Termopar: este sistema funciona mediante un flujo de corriente eléctrica en un circuito de dos metales diferentes si las dos uniones están a temperaturas diferentes. El tipo más común de termopares son platino-platino/rodio, cobre constantan, hierro-constantan, cromel-alumel y cromelconstantan.
4. Métodos sin contacto: se clasifican en pirómetros ópticos, pirómetros por radiación y técnicas infrarrojas.

SENSORES DE COMPOSICIÓN

Se utilizan para las mediciones en control de calidad del producto, existen los de densidad, viscosidad, cromatografía, pH,entre otros.

TRANSMISORES

El propósito de un transmisor es convertir la salida del sensor en una señal lo suficientemente fuerte para ser transmitida a un controlador o cualquier otro dispositivo receptor.

TRANSMISORES NEUMÁTICOS

Todos los transmisores neumáticos utilizan una amalgama flapper-nozzle para producir una señal de salida proporcional a la salida del sensor.

Un transmisor neumático de presión diferencial,  es un transmisor tipo equilibrador de fuerza, que se utiliza para ilustrar los principios de trabajo. Detecta la diferencia de presión entre los lados de alta y baja presión. Se supone que la presión en el lado alto aumenta, creando una fuerza de tracción en la barra de fuerza. Esta fuerza da lugar a un movimiento en el extremo exterior de la barra, haciendo que la aleta se mueva más cerca de la boquilla.

En este caso, la salida del relé aumenta y esto aumenta la fuerza que la retroalimentación ejerce sobre la varilla de rango, esta fuerza equilibra la fuerza de la presión diferencial a través de la cápsula del diafragma. Estas fuerzas equilibradas producen una señal de salida del transmisor que es proporcional a la diferencia de presión (20 y 25 psig). Esto asegura un rendimiento adecuado en el nivel de salida de 15 psig.

TRANSMISORES  ELECTRÓNICOS

Utilizan el diferencial de presión. Un aumento de la presión diferencial, que actúa sobre los diafragmas del elemento de medición, desarrolla una fuerza que mueve el extremo inferior del haz de fuerza hacia la izquierda, transfiere a la unidad de fuerza de calibración a través del hilo de conexión. El movimiento del haz de fuerza hace que los medidores de deformación cambien la resistencia que produce una señal diferencial que es proporcional a la presión diferencial de entrada. Esta señal diferencial se aplica a las entradas del amplificador de entrada controla el regulador de corriente de salida que controla la corriente de salida del transmisor.

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